羽狀預(yù)抽礦井瓦斯數(shù)值模擬研究.pdf

1、瓦斯災(zāi)害已成為煤礦安全生產(chǎn)的重要隱患，特別是一些高瓦斯和有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井，如何采取有效措施，在采煤之前或采煤過(guò)程中將瓦斯抽出，已成為解決瓦斯災(zāi)害問(wèn)題的關(guān)鍵，預(yù)抽煤層瓦斯是目前應(yīng)用最廣的幾種方法之一，而預(yù)抽方案中的布孔方式，直接影響瓦斯的預(yù)抽時(shí)間和抽放效果，羽狀布孔方式的提出，很好地解決了這一矛盾，為礦井瓦斯災(zāi)害的防治提供了新方法。 羽狀預(yù)抽礦井瓦斯是一種新的瓦斯抽放的布孔方式，是延長(zhǎng)礦井瓦斯預(yù)抽時(shí)間和提高瓦斯抽放率的有效

2、措施，國(guó)內(nèi)在這方面還處于理論研究階段。作為一種定量預(yù)測(cè)、分析手段，羽狀預(yù)抽礦井瓦斯的數(shù)值模擬研究，可為該技術(shù)的推廣提供必要的理論依據(jù)和指導(dǎo)方案。 本文從分析瓦斯抽放方式入手，在對(duì)煤層瓦斯的賦存特點(diǎn)和運(yùn)移規(guī)律充分理解的基礎(chǔ)上，引入了Langmuir等溫吸附定理、Fick第一定理、Fick第二定理、Darcy定律等相關(guān)知識(shí)，來(lái)考慮煤層瓦斯的吸附、解吸擴(kuò)散和滲流等，建立了羽狀預(yù)抽礦井瓦斯的數(shù)學(xué)模型、數(shù)值模型，模型考慮了地層非均質(zhì)和各向

3、異性的影響、地層孔隙度的壓力敏感性的影響、地層滲透率的壓力敏感性的影響。基于對(duì)羽狀預(yù)抽礦井瓦斯數(shù)學(xué)模型的研究.得到了數(shù)值模擬的求解方法，研制開(kāi)發(fā)出了三維羽狀預(yù)抽礦井瓦斯的模擬程序，并利用晉煤集團(tuán)程莊礦區(qū)礦井瓦斯抽放的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了礦井瓦斯抽放的產(chǎn)量計(jì)算。通過(guò)與晉城煤業(yè)集團(tuán)有限公司和華北科技學(xué)院的科研項(xiàng)目《礦井瓦斯抽放合理參數(shù)研究》中，瓦斯實(shí)際抽放數(shù)據(jù)的擬合曲線進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明了本文所建立模型的科學(xué)性、正確性和可靠性。利用模擬程序預(yù)測(cè)礦